不同轮作模式对优质食味稻米品质的影响及氮肥调控效应

doi:10.11924/j.issn.1000-6850.casb2023-0627

中国农学通报 ›› 2024, Vol. 40 ›› Issue (20): 1-8.doi: 10.11924/j.issn.1000-6850.casb2023-0627

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不同轮作模式对优质食味稻米品质的影响及氮肥调控效应

宋云生(), 顾俊荣, 金梅娟, 曹鹏辉, 于雅洁, 袁彩勇, 董明辉()

江苏太湖地区农业科学研究所，江苏苏州 215106

收稿日期:2023-09-04 修回日期:2023-12-05 出版日期:2024-07-15 发布日期:2024-07-11
通讯作者:
董明辉，男，1970年出生，江苏高邮人，研究员，博士，主要从事作物栽培与生理方面的研究。通信地址：215106 江苏省苏州市吴中区东山大道2351号江苏太湖地区农业科学研究所，Tel：0512-66706615，E-mail：mhdong@yzu.edu.cn。
作者简介:
宋云生，男，1983年出生，江苏东海人，助理研究员，博士，主要从事水稻优质高产栽培技术研究。通信地址：215106 江苏省苏州市吴中区东山大道2351号江苏太湖地区农业科学研究所，Tel：0512-66706615，E-mail：yunshengsong@jaas.ac.cn。
基金资助:
江苏省重点研发项目“稻-羊肚菌周年绿色轮作增效关键技术研发”(BE2021315); 江苏省种业振兴揭榜挂帅项目“抗稻瘟病外观透明优质食味早熟晚粳稻新品种培育”(JBGS[2021]039); 江苏省种业振兴揭榜挂帅项目“抗稻瘟病外观透明优质食味早熟晚粳稻新品种培育”(1102); 江苏现代农业产业技术体系建设项目(JATS[2023]109)

Impact of Different Crop Rotation Patterns on Quality of Premium-tasting Japonica Rice and Regulatory Effects of Nitrogen Fertilization

SONG Yunsheng(), GU Junrong, JIN Meijuan, CAO Penghui, YU Yajie, YUAN Caiyong, DONG Minghui()

Taihu Area Institute of Agricultural Sciences, Suzhou, Jiangsu 215106

Received:2023-09-04 Revised:2023-12-05 Published:2024-07-15 Online:2024-07-11

摘要/Abstract

摘要：

旨在探讨不同轮作模式与氮肥运筹对优质食味粳稻稻米品质的影响。试验采用了稻-麦、稻-紫云英和稻-羊肚菌3种轮作模式，设置了减氮10%和常规施用量2种氮肥用量水平，按照基蘖肥:穗肥比例设置了4种氮肥比例处理。结果表明，稻-羊肚菌轮作模式、减氮10%的施肥量以及6:4的氮肥比例策略对于优化稻米的加工品质和外观品质最为有利，其糙米率、精米率和整精米率分别达到85.17%、80.38%和72.60%，垩白粒率、垩白大小和垩白度分别为7.33%、18.17%和1.33%。而在蒸煮食味与营养品质方面，稻-紫云英模式结合减氮10%的氮肥用量和基蘖肥:穗肥比例为6:4的氮肥运筹策略表现出最佳的效果，其直链淀粉含量、胶稠度和蛋白质含量分别为13.68%、83.94 mm和6.65 g/100g；稻-羊肚菌模式与减氮10%和基蘖肥:穗肥比例为6:4的组合，直链淀粉含量、胶稠度和蛋白质含量分别为12.41%、85.14 mm和6.23 g/100g，也是一个相对较好的组合。在RVA谱特征值分析中，稻-紫云英模式和稻-羊肚菌模式，在减氮10%、基蘖肥:穗肥比例6:4处理时表现出较高峰值黏度、热浆黏度和崩解值。本研究证实，通过合理的轮作模式和氮肥管理策略，可以有效地调控优质食味粳稻的稻米品质，稻-羊肚菌和稻-紫云英轮作模式在减氮10%以及6:4的氮肥比例策略下，对稻米的加工品质、外观品质、蒸煮食味与营养品质及RVA谱特征值都有积极影响。

关键词: 轮作模式, 氮肥运筹, 稻米品质, 优质食味粳稻, RVA谱特征值

Abstract:

This study aimed to investigate the effects of different crop rotation patterns and nitrogen fertilizer strategies on the quality of premium-tasting japonica rice. Experiments were conducted by using three crop rotation patterns, including rice-wheat, rice-milk vetch, and rice-morchella. Two nitrogen fertilizer levels were set, including 10% reduction and the regular application rate. Additionally, four nitrogen fertilizer ratios were set based on the base tiller fertilizer to panicle fertilizer ratio. The results indicated that the rice-morchella rotation pattern, combined with 10% reduction in fertilizer application and 6:4 nitrogen fertilizer strategies, was most effective in optimizing the processing and appearance quality of rice. The brown rice rate, milled rice rate, and heading rice rate reached 85.17%, 80.38%, and 72.60%, respectively. The chalky grain rate, chalky size, and chalkiness were 7.33%, 18.17%, and 1.33%, respectively. In terms of cooking taste and nutritional quality, the rice-milk vetch rotation combined with 10% reduction in nitrogen fertilizer and 6:4 nitrogen fertilizer ratio was the best, and the amylose content, gel consistency, and protein content were 13.68%, 83.94 mm, and 6.65 g/100g, respectively. The rice-morchella rotation, with 10% reduction and 6:4 fertilizer ratio, amylose content, gel consistency, and protein content were 12.41%, 85.14 mm, and 6.23 g/100 g, respectively, which was a relatively better combination. RVA spectrum analysis revealed that both the rice-milk vetch and rice-morchella rotations demonstrated elevated peak viscosity, hot paste viscosity, and breakdown values under 10% reduction and 6:4 ratio. In conclusion, the study confirmed that the quality of premium-tasting japonica rice could be effectively enhanced through reasonable crop rotation and nitrogen fertilizer management strategy. The rice-morchella and rice-milk vetch rotations had positive effects on the processing quality, appearance, cooking taste, nutritional attributes, and RVA spectrum values of rice when subjected to 10% nitrogen reduction and 6:4 fertilizer strategies.

Key words: crop rotation patterns, nitrogen fertilizer strategies, rice quality, premium-tasting japonica rice, RVA spectrum characteristics

宋云生, 顾俊荣, 金梅娟, 曹鹏辉, 于雅洁, 袁彩勇, 董明辉. 不同轮作模式对优质食味稻米品质的影响及氮肥调控效应[J]. 中国农学通报, 2024, 40(20): 1-8.

SONG Yunsheng, GU Junrong, JIN Meijuan, CAO Penghui, YU Yajie, YUAN Caiyong, DONG Minghui. Impact of Different Crop Rotation Patterns on Quality of Premium-tasting Japonica Rice and Regulatory Effects of Nitrogen Fertilization[J]. Chinese Agricultural Science Bulletin, 2024, 40(20): 1-8.

图/表 8

参考文献 34

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因素	糙米率	精米率	整精米率
A	**	**	**
B	**	**	**
C	**	**	**
A×B	**	**	**
A×C	**	**	**
B×C	**	**	**
A×B×C	**	**	**

因素	糙米率	精米率	整精米率
A	**	**	**
B	**	**	**
C	**	**	**
A×B	**	**	**
A×C	**	**	**
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处理组合	糙米率/%	精米率/%	整精米率/%
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处理组合	糙米率/%	精米率/%	整精米率/%
A₁B₁C₁	72.21 n	65.24 m	51.51 o
A₁B₁C₂	73.19 m	65.72 l	52.97 n
A₁B₁C₃	76.70 fg	70.24 h	63.13 h
A₁B₁C₄	74.89 jk	68.41 j	61.57 i
A₁B₂C₁	74.32 kl	65.80 l	52.76 n
A₁B₂C₂	75.97 hi	67.57 k	56.86 l
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A₂B₂C₁	67.50 p	63.30 n	59.92 k
A₂B₂C₂	76.12 ghi	71.29 g	66.03 ef
A₂B₂C₃	75.51 ij	69.62 i	65.83 ef
A₂B₂C₄	74.02 l	64.96 m	61.42 ij
A₃B₁C₁	78.44 d	72.18 f	63.02 h
A₃B₁C₂	85.17 a	80.38 a	72.60 a
A₃B₁C₃	80.08 c	78.52 b	69.28 b
A₃B₁C₄	79.96 c	75.70 d	68.45 c
A₃B₂C₁	77.67 e	72.14 f	66.21 e
A₃B₂C₂	83.38 b	78.12 c	68.25 c
A₃B₂C₃	77.75 de	72.46 f	67.11 d
A₃B₂C₄	76.93 f	70.04 h	65.95 ef

因素	垩白粒率	垩白大小	垩白度
A	**	**	**
B	ns	**	*
C	**	**	**
A×B	ns	**	ns
A×C	ns	**	**
B×C	ns	ns	ns
A×B×C	ns	ns	ns

不同轮作模式对优质食味稻米品质的影响及氮肥调控效应

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处理组合	垩白粒率/%	垩白大小/%	垩白度/%
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处理组合	直链淀粉含量/%	胶稠度/mm	蛋白质含量/(g/100g)
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A₃B₂C₃	11.85 cdef	81.89 abcdef	5.94 o
A₃B₂C₄	11.81 cdef	82.78 abc	5.79 u

处理组合	峰值黏度/cP	热浆黏度/cP	崩解值/cP	冷胶黏度/cP	消减值/cP	峰值时间/min	糊化温度/℃
A₁B₁C₁	2182 ab	1147 ab	1035 abc	1872 abc	725 bc	6.0 a	84.5 a
A₁B₁C₂	2065 bcdef	1113 abc	952 cdefg	1870 abc	757 abc	6.1 a	85.2 a
A₁B₁C₃	2067 bcdef	1095 abc	972 cdef	1819 abcd	724 abc	6.0 a	84.5 a
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A₁B₂C₂	1878 hi	987 cd	923 efgh	1836 abcd	849 a	5.9 a	86.0 a
A₁B₂C₃	1973 efghi	1110 abc	863 ghi	1914 a	804 ab	6.1 a	86.0 a
A₁B₂C₄	1984 defghi	1147 ab	836 hi	1887 ab	739 abc	6.1 a	86.0 a
A₂B₁C₁	2094 abcdef	1102 abc	992 abcdef	1738 abcd	636 c	6.0 a	84.4 a
A₂B₁C₂	2146 abcd	1127 abc	1019 abcde	1696 abcd	669 bc	5.9 a	73.1 b
A₂B₁C₃	2112 abcde	1116 abc	996 abcdef	1772 abcd	656 c	5.9 a	84.4 a
A₂B₁C₄	1960 efghi	1103 abc	857 ghi	1758 abcd	655 c	6.1 a	74.8 b
A₂B₂C₁	2034 bcdefgh	1152 ab	915 fgh	1779 abcd	693 bc	6.0 a	85.2 a
A₂B₂C₂	2161 abc	1081 abcd	1080 ab	1723 abcd	642 c	5.9 a	82.8 a
A₂B₂C₃	2113 abcde	1068 abcd	1045 abc	1716 abcd	648 c	5.9 a	84.5 a
A₂B₂C₄	2239 a	1212 a	1027 abcd	1885 ab	673 bc	6.0 a	84.5 a
A₃B₁C₁	1894 ghi	1002 bcd	925 efgh	1615 d	646 c	5.9 a	72.3 b
A₃B₁C₂	1854 i	1050 bcd	1087 a	1687 abcd	637 c	6.0 a	85.2 a
A₃B₁C₃	2020 bcdefgh	933 d	804 i	1615 d	682 bc	5.8 a	73.3 b
A₃B₁C₄	2144 abcd	1143 ab	1000 abcdef	1767 abcd	623 c	6.0 a	82.8 a
A₃B₂C₁	2082 abcdef	1116 abc	966 cdef	1769 abcd	653 c	6.0 a	73.2 b
A₃B₂C₂	1945 fghi	1021 bcd	924 efgh	1652 bcd	631 c	5.9 a	84.4 a
A₃B₂C₃	2012 cdefghi	1027 bcd	985 bcdef	1642 cd	615 c	5.9 a	72.3 b
A₃B₂C₄	2053 bcdefg	1101 abc	952 cdefg	1757 abcd	656 c	6.0 a	83.6 a

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处理	直链淀粉含量	胶稠度	蛋白质含量
A	*	**	**
B	**	*	**
C	ns	**	**
A×B	**	ns	**
A×C	ns	ns	**
B×C	ns	ns	**
A×B×C	ns	**	**

处理	直链淀粉含量	胶稠度	蛋白质含量
A	*	**	**
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A×B	**	ns	**
A×C	ns	ns	**
B×C	ns	ns	**
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因素	峰值黏度	热浆黏度	崩解值	冷胶黏度	消减值	峰值时间	糊化温度
A	ns	ns	*	*	*	ns	*
B	ns	ns	ns	ns	ns	ns	**
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A×B	**	ns	**	ns	ns	ns	*
A×C	**	ns	ns	ns	ns	ns	**
B×C	ns	ns	ns	ns	ns	ns	ns
A×B×C	**	ns	ns	ns	ns	ns	ns

因素	峰值黏度	热浆黏度	崩解值	冷胶黏度	消减值	峰值时间	糊化温度
A	ns	ns	*	*	*	ns	*
B	ns	ns	ns	ns	ns	ns	**
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A×B	**	ns	**	ns	ns	ns	*
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